專利名稱：無鹵阻燃橡膠的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無鹵阻燃橡膠的生產(chǎn)方法。
低煙無鹵阻燃是高分子阻燃材料的發(fā)展方向，高填充Al(OH)3和Mg(OH)2等無機阻燃劑是達到高分子材料低煙無鹵阻燃的有效手段，可以顯著提高高分子材料的氧指數(shù)和降低煙密度。但是，它們的阻燃效率低，要獲得滿意的阻燃效果必須向聚合物中大量填充。加入大量無機填料會使聚合物的力學(xué)性能大幅度下降，這大大限制了其應(yīng)用。眾所周知，改善高填充阻燃材料的力學(xué)性能主要有兩種手段其一，用脂肪酸、脂肪酸衍生物或偶聯(lián)劑對填料進行表面改性；其二，在聚合物基體中引入彈性或官能化的聚合物。然而，這些方法存在一定的局限，既增加了操作工序又增加了生產(chǎn)成本。已有許多研究(USP4,100,182,USP4,500,466,USP4,720,526,Rubber World,1990:26，合成橡膠工業(yè),1996,19:248)表明，不飽和羧酸金屬鹽是過氧化物硫化橡膠的有效補強劑，不飽和羧酸金屬鹽可以直接加入到橡膠中，也可以通過金屬氧化物或氫氧化物與不飽和羧酸的中和反應(yīng)在橡膠中原位生成，而且原位生成法比直接加入法要好得多。
本發(fā)明的目的在于提供一種能降低成本、簡化生產(chǎn)工藝、又能保持優(yōu)良力學(xué)性能的阻燃橡膠材料的制備方法。
本發(fā)明的方法是在橡膠基體中加入大量的無機阻燃填料和少許改性劑，在特定引發(fā)劑的作用下硫化成型。
本發(fā)明將不飽和羧酸金屬鹽原位補強橡膠的方法應(yīng)用到高填充阻燃橡膠體系中，獲得了很好的效果。在大量填充Al(OH)3或Mg(OH)2等無機阻燃填料的丁苯橡膠(SBR)、乙丙橡膠(EPR)中加入少量甲基丙烯酸(MAA)作改性劑，可以較好地保持材料的力學(xué)性能。在混煉或硫化過程中，大部分MAA能與Al(OH)3和Mg(OH)2發(fā)生中和反應(yīng)，原位生成甲基丙烯酸鋁(Al(MAA)3)和甲基丙烯酸鎂(Mg(MAA)2)。在用過氧化物硫化橡膠的同時，Al(MAA)3和Mg(MAA)2在填料表面發(fā)生聚合反應(yīng)，生成聚甲基丙烯酸鋁或聚甲基丙烯酸鎂的短序列，然后同時接枝到橡膠分子鏈和與填料表面緊密結(jié)合的MAA上，這樣便在填料表面和橡膠之間形成連接兩相的聚合物鏈。
本發(fā)明所述的橡膠為丁苯橡膠(SBR)、乙丙橡膠(EPR)、天然橡膠(NR)、丁腈橡膠(NBR)等無鹵橡膠。
本發(fā)明所述的無機阻燃填料為Al(OH)3和Mg(OH)2，用量為150-250phr。
本發(fā)明所述的改性劑為甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸(AA)等不飽和羧酸，用量為5-40phr。
本發(fā)明所述的引發(fā)劑為過氧化二異丙苯(DCP)、過氧化二苯甲酰(BPO)等過氧化物引發(fā)劑。
本發(fā)明所述的混煉設(shè)備是密煉機或開煉機，混煉溫度為室溫或較高溫度(不超過過氧化物的分解溫度)。
本發(fā)明制得的阻燃橡膠材料性能優(yōu)良，尤其是強度和模量較高，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工藝簡單，有著廣泛的應(yīng)用和工業(yè)化前景。
下面的實施實例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。
實施例1-5:SBR阻燃橡膠室溫下，首先將100g SBR和150g Al(OH)3在密煉機中混合，然后依次加入MAA和0.9g DCP，再用平板硫化機硫化，硫化條件為170℃×10min。所得硫化橡膠材料分別按GB528-82、GB530-81、GB531-83和GB2406-80測試拉伸強度、撕裂強度、硬度和氧指數(shù)等性能指標，結(jié)果如下表所示。
實施例6-11:EPDM阻燃橡膠室溫下，首先將EPDM和Al(OH)3在密煉機中混合，然后依次加入MAA和DCP(2phr)，再用平板硫化機硫化，硫化條件為170℃×15min。所得硫化橡膠材料分別按GB528-82、GB530-81、GB531-83和GB2406-80測試拉伸強度、撕裂強度、硬度等性能指標，結(jié)果如下表所示。
權(quán)利要求
1.無鹵阻燃橡膠的生產(chǎn)方法，其特征在于在混煉設(shè)備中加入橡膠和大量的無機阻燃填料和少許改性劑，在特定引發(fā)劑的作用下硫化成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃橡膠的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的橡膠為丁苯橡膠(SBR)、天然橡膠(NR)、丁腈橡膠(NBR)、乙丙橡膠(EPR)無鹵橡膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃橡膠的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的無機阻燃填料為Al(OH)3和Mg(OH)2，用量為150-250phr。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃橡膠的生產(chǎn)的方法，其特征在于所述的改性劑為甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸(AA)不飽和羧酸，用量為5-40phr。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃橡膠的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的引發(fā)劑為過氧化二異丙苯(DCP)、過氧化二苯甲酰(BPO)過氧化物引發(fā)劑。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃橡膠的生產(chǎn)方法，其特征在于所述混煉設(shè)備是密煉機或開煉機，混煉溫度為室溫或較高溫度(不超過過氧化物的分解溫度)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無鹵阻燃橡膠的生產(chǎn)方法。這種阻燃橡膠中含有大量的無機阻燃填料,采用甲基丙烯酸(MAA)或丙烯酸(AA)等不飽和羧酸作改性劑,過氧化物作硫化劑。不飽和羧酸的加入可以很好地解決高填充所引起的力學(xué)性能,尤其是模量、拉伸強度和斷裂伸長率大幅度下降的問題。本發(fā)明所得到的阻燃材料性能優(yōu)良,生產(chǎn)成本低,生產(chǎn)工藝簡單,有著廣泛的應(yīng)用和工業(yè)化前景。
文檔編號C08K3/00GK1324885SQ0111326
公開日2001年12月5日 申請日期2001年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月5日
發(fā)明者尹德薈, 張勇, 彭宗林, 張隱西 申請人:上海交通大學(xué)